一种仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂及其制备方法，机械臂本体由冲压而成的上壳和下壳盖合构成，上壳和下壳的内侧底板上分别具有仿生凹槽结构。冲压步骤包括机械臂的受力分析步骤；机械臂强度校核步骤；机械臂冲压成型步骤。通过仿生凹槽结构大大加强了机械臂的强度，可以实现机械臂强度不变的情况下达到更加轻量化的要求，间接的增加了机械臂的负载能力；另外，机械臂采用铝型材与减震隔膜橡胶的复合粘结，具有更好的隔音减震功能，使机械臂的运行能加平稳，提高精度，增加寿命。能够广泛的应用于装备生产线，工业机械手，工业机器人等机械传动领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金机械臂冲压领域，尤其涉及。
技术介绍
机械臂在工业机器人，机械传动领域有着不可替代的作用，而如何研制更加轻便，稳定的机械臂是目前各个学术机构和公司的重要研究方向。它是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械臂被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械臂的发展，使得机械臂能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械臂虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。随着高新科技的日益进步，对机械臂的性能要求也越来越严格，传统的机械臂，负载能力受到了限制，当负载接近临界负载时，甚至会出现噪声和震动。减少机械臂的重量和噪声，增加机械臂的使用稳定性是一项非常有意义的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种轻便、噪声小、寿命高、工艺简单的仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂及其制备方法。本专利技术通过下述技术方案实现:—种仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂，包括机械臂本体，所述机械臂本体的两个端部设置有减速机构安装工位3，所述机械臂本体由冲压而成的上壳I和下壳2盖合构成，所述上壳I和下壳2的内侧底板上分别设置有仿生凹槽结构。所述仿生凹槽结构为蜂巢结构4、骨架结构5、编织结构6或者梯度网结构中的任意一种。仿生凹槽结构分别与上壳I或者下壳2 —次冲压成型或者焊接形成。所述上壳I和下壳2的内侧底板上还设置有加强筋结构。所述加强筋结构为横向加强筋结构4-1，交叉X型加强筋结构5-1或纵向间隔加强筋6-1结构中的任意一种。加强筋结构分别焊接在与上壳I或者下壳2的内侧底板上。所述上壳I和下壳2的内侧壁上分别粘结有减震隔膜橡胶。上述仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂的制造方法包括下述步骤:(I)机械臂的受力分析步骤；(2)机械臂强度校核步骤；(3)机械臂冲压成型步骤。所述步骤(I)机械臂的受力分析步骤，根据机械臂在极限工况及最大负载的工作条件下，计算得出的受力数据；所述步骤(2)机械臂强度校核步骤，是根据步骤(I)机械臂受力分析步骤分析得出机械臂受力数据后，再采用有限元分析方法，制定出具体的仿生凹槽结构、尺寸以及分布，以适应机械臂强度要求；所述步骤(3)机械臂冲压成型步骤，分为上壳I冲压成型步骤和下壳2冲压成型步骤；所述上壳(I)冲压步骤，是冲压模具中除了成型机械臂本体所需的结构外，还需根据步骤(2)所得出的仿生凹槽结构、尺寸以及分布数据，在冲压过程中设置与之对应的模具冲头；所述下壳2的冲压步骤与上壳I的压铸步骤相同；上壳I和下壳2冲压完成后进行后工序处理、装配，得到仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂。完成机械臂冲压成型步骤后，在上壳1、下壳2的内侧壁上分别粘贴减震隔膜橡胶。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果:本专利技术机械臂本体带有仿生凹槽结构和加强筋结构，能在保证其强度的同时极大地降低机械臂本体的重量，大幅节约产品用料，降低产品生产成本；另外，为了进一步改善噪音和震动问题，可在机械臂本体内部加入高分子吸音减震材料。与传统工艺相比，本专利技术的采用冲压工艺加工械臂本体，能够快速、连续、精密的制造出轻量化，低噪声，高寿命的机械臂。【附图说明】图1为本专利技术仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂的机械臂本体(上壳或者下壳)结构示意图。图2为本专利技术仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂的上壳和下壳的装配示意图。图3为图2中，上壳和下壳的内侧底板上的横向加强筋及蜂窝状仿生凹槽结构示意图。图4为图2中，上壳和下壳的内侧底板上的交叉X型加强筋结构及骨架状仿生凹槽结构示意图。图5为图2中，上壳和下壳的内侧底板上的纵向加强筋及编织状仿生凹槽结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图1至5所示。本专利技术一种仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂，包括机械臂本体，所述机械臂本体的两个端部设置有减速机构安装工位3，所述机械臂本体由冲压而成的上壳I和下壳2盖合构成，所述上壳I和下壳2的内侧底板上分别设置有仿生凹槽结构。为改善机械臂的噪音和震动问题，在仿生凹槽结构处可加入高分子吸音减震材料(如，减震隔膜橡胶等)，可通过喷涂、填充或者粘结方式完成。所述仿生凹槽结构为蜂巢结构4、骨架结构5、编织结构6或者梯度网结构中的任意一种。为了避免机械臂上的仿生凹槽结构出现尖角从而减少应力集中，提高机械臂的强度，可把上述结构中出现的尖角改为圆角过渡。仿生凹槽结构分别与上壳I或者下壳2 —次冲压成型或者焊接形成。所述上壳I和下壳2的内侧底板上还设置有加强筋结构。所述加强筋结构为横向加强筋结构4-1，交叉X型加强筋结构5-1或纵向间隔加强筋6-1结构中的任意一种。加强筋结构分别焊接在与上壳I或者下壳2的内侧底板上。所述上壳I和下壳2的内侧壁上分别粘结有减震隔膜橡胶。通过仿生凹槽结构大大加强了机械臂的强度，可以实现机械臂强度不变的情况下达到更加轻量化的要求，间接的增加了机械臂的负载能力；另外，机械臂采用铝型材与减震隔膜橡胶的复合粘结，具有更好的隔音减震功能，使机械臂的运行能加平稳，提高精度，增加寿命。能够广泛的应用于装备生产线，工业机械手，工业机器人等机械传动领域。上述仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂的制造方法包括下述步骤:(I)机械臂的受力分析步骤；(2)机械臂强度校核步骤；(3)机械臂冲压成型步骤。所述步骤(I)机械臂的受力分析步骤，根据机械臂在极限工况及最大负载的工作条件下，计算得出的受力数据；所述步骤(2)机械臂强度校核步骤，是根据步骤(I)机械臂受力分析步骤分析得出机械臂受力数据后，再采用有限元分析方法，制定出具体的仿生凹槽结构、尺寸以及分布，以适应机械臂强度要求；所述步骤(3)机械臂冲压成型步骤，分为上壳I冲压成型步骤和下壳2冲压成型步骤；所述上壳(I)冲压步骤，是冲压模具中除了成型机械臂本体所需的结构外，还需根据步骤(2)所得出的仿生凹槽结构、尺寸以及分布数据，在冲压过程中设置与之对应的模具冲头；所述下壳2的冲压步骤与上壳I的压铸步骤相同；上壳I和下壳2冲压完成后进行后工序处理、装配，得到仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂。完成机械臂冲压成型步骤后，在上壳1、下壳2的内侧壁上分别粘贴减震隔膜橡胶。如上所述，便可较好地实现本专利技术。除此之外，通过上述步骤还可以冲压出对称或非对称的上下壳结构。本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂，包括机械臂本体，所述机械臂本体的两个端部设置有减速机构安装工位(3)，其特征在于:所述机械臂本体由冲压而成的上壳(I)和下壳(2)盖合构成，所述上壳(I)和下壳(2)的内侧底板上分别具有仿生凹槽结构。2.根据权利要求1所述仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂，其特征在于:所述仿生凹槽结构为蜂巢结构(4)、骨架结构(5)、编织结构(6)或者梯度网结构中的任意一种。3.根据权利要求2所述仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿生凹槽结构冲压铝合金机械臂，包括机械臂本体，所述机械臂本体的两个端部设置有减速机构安装工位(3)，其特征在于：所述机械臂本体由冲压而成的上壳(1)和下壳(2)盖合构成，所述上壳(1)和下壳(2)的内侧底板上分别具有仿生凹槽结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤勇，余鹏，万珍平，李宗涛，袁伟，陈家晓，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44